Soutenance de thèse 23/03/2023 - Franck MATTEO - "Caractérisation, modélisation et simulation prédictive de la fiabilité de mémoires non-volatiles embarquées pour des applications SoC"

Amphi Néel - Campus de Polytech - Technopôle de Château-Gombert
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Annonce de soutenance de thèse

 

Mr. Franck MATTEO

(SCIENCES POUR L'INGENIEUR : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique )

Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés :

 

Caractérisation, modélisation et simulation prédictive de la fiabilité de mémoires non-volatiles embarquées pour des applications SoC

 

Dirigé par : Jérémy POSTEL-PELLERIN et Karine COULIE (Départements ACSE et DETECT, équipes MEM et IRM-PV)

 

le jeudi 23 mars à 9h30 - Amphi Néel - Campus de Polytech - Technopôle de Château-Gombert

 

  

Resumé


Du fait de la miniaturisation des composants électroniques au fil des générations, la nécessité d’améliorer la compréhension des mécanismes physiques régissant leur fiabilité ne cesse de croître. Centrés sur les mémoires non volatiles à grille flottante, les travaux de cette thèse s’inscrivent dans ce contexte. A l’aide de la simulation TCAD (Technology Computer Aided Design) appuyée par des caractérisations électriques, les mécanismes de dégradation de l’oxyde tunnel ont été étudiés. Les charges étant injectées dans la grille flottante en traversant cet oxyde, la description de son vieillissement est un enjeu clé de la fiabilité des mémoires non volatiles à grilles flottantes. La méthodologie suivie s’appuie sur une étude détaillée des défauts générés lors de l’application d’une contrainte électrique sur des capacités MOS. Ces travaux ont permis de déterminer les distributions énergétiques et spatiales des pièges générés ainsi que leurs influences respectives. En simulation, afin de prédire la dégradation des structures MOS, un modèle de rupture de liaisons générant des pièges a été couplé à des modèles de captures et d’émission. L’étude ayant été menée sur plusieurs catégories de MOS, une comparaison de la dégradation entre les différents types de dopage et les différentes épaisseurs d’oxyde a été effectuée. Les connaissances acquises sur les MOS ont été transposées aux mémoires non volatiles afin de décrire la fermeture de leur fenêtre de programmation. La mémoire EEPROM ayant ses phases de programmation et d’effacement réalisées exclusivement par le mécanisme de Fowler-Nordheim, la fermeture de fenêtre de programmation lors du cyclage est essentiellement due aux piégeages de charges négatives dans l’oxyde tunnel. A contrario, sur la mémoire flash, la programmation étant effectuée par injection de porteurs chauds, il est mis en évidence que ce procédé dépend à la fois des états d’interfaces mais également des défauts dans le volume d’oxyde. En définitive, ces travaux représentent une base de travail solide pour de futurs études portant sur la dégradation des dispositifs microélectroniques par la simulation TCAD.
 

Mots Clés


Mémoires Non volatiles, Simulation TCAD, Fiabilité, Oxyde de grille, Défauts

 

Composition du jury :

 

  •  Pascal MASSON, Professeur d’Université, Université côte d’azur, LEAT: rapporteur
  •  Abdelkader SOUIFI, Professeur d’Université, INSA de Lyon, LTM: rapporteur
  •  Gilles MICOLAU, Professeur d’Université, Université d’Avignon, INRAe 
  •  Roberto SIMOLA, Ingénieur docteur, STMicroelectronics Rousset: co-encadrant
  •  Jérémy POSTEL-PELLERIN, Maître de conférences, Université d’Aix-Marseille, IM2NP: co-encadrant
  •  Karine COULIE, Maître de conférences, HDR, Université d’Aix-Marseille, IM2NP: directrice de thèse